一种镍锰双金属氢氧化物复合材料、光催化剂和电极材料制造技术

本发明专利技术提供了一种碳酸氧铋‑镍锰双氢氧化物复合材料，包括：碳酸氧铋；负载在所述碳酸氧铋表面的镍锰双金属氢氧化物。与现有技术相比，本发明专利技术提供的镍锰双金属氢氧化物复合材料以碳酸氧铋为载体，碳酸氧铋表面负载有镍锰双金属氢氧化物，碳酸氧铋作为镍锰双金属氢氧化物生长的基体，能够引导和控制其形貌结构；而且碳酸氧铋与镍锰双金属氢氧化物的紧密连接能够更充分、快速的为氧化还原反应提供离子通道；在镍锰双金属氢氧化物和碳酸氧铋共同作用下，能够使得到的复合材料同时具有较好的电化学性能以及光催化性能。本发明专利技术还提供了一种电极材料和光催化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种镍锰双金属氢氧化物复合材料、光催化剂和电极材料
本专利技术涉及镍锰双金属氢氧化物
，尤其涉及一种镍锰双金属氢氧化物、光催化剂和电极材料。
技术介绍
层状双氢氧化物(layeredDoubleHydroxide，简称LDHs)又称阴离子黏土或类水滑石化合物，其晶体结构与自然界存在的水滑石矿(Hydrotalcite，分子式为Mg6Al2(OH)16CO34H2O)结构相似。层状双氢氧化物自发现以来对其研究经久不衰，其在催化化学、离子交换剂、吸附剂、电化学、光化学等方面，有广泛的应用。层状双氢氧化物含有丰富的片层，可作为超级电容器的电极材料，它能同时利用双电层电容和法拉第准电容两种储能机理，一方面通过提供大比表面积提高双电层电容，另一方面利用层板上过渡金属元素的氧化还原反应提供较高的法拉第准电容。而且，层状双金属氢氧化物独特的空间结构使其具有碱性、层间阴离子可交换性、热稳定性。由于这些特性，层状双金属氢氧化物逐渐成为较理想的超级电容器电极材料。同时，LDHs作为光催化剂的研究也正在兴起，由于层状双氢氧化物的层板离子具有可替代性，将具有光催化活性的离子如Zn2+或Ti2+作为LDHs组成中的金属阳离子，可以制备具有光催化活性的物质。当前制备的双氢氧化物种类丰富多样，包括NiMn-LDH、NiAl-LDH、CoMn-LDH、CoAl-LDH、NiCo-LDH等。在这些双氢氧化物中NiMn-LDH可以充分利用两种金属的协同效应，能够保证更为充分、快速的离子吸附与脱附及循环稳定性。但是镍锰双氢氧化物纳米片在循环过程中结构的溶胀和坍塌导致的容量衰减限制了其在实际运用中的进一步发展，因此提高镍锰双氢氧化物的电化学性能成为人们研究的热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种镍锰双金属氢氧化物复合材料，本专利技术提供的镍锰双金属氢氧化物复合材料同时具有较好的电化学性能以及光催化性能。本专利技术提供了一种镍锰双金属氢氧化物复合材料，包括：碳酸氧铋；负载在所述碳酸氧铋表面的镍锰双金属氢氧化物。优选的，所述镍锰双金属氢氧化物为：Ni1-xMnx(OH)2·mH2O其中，0＜x＜1，m为1～10。优选的，所述碳酸氧铋和镍锰双金属氢氧化物的质量比为(1～4)：(1～2)。本专利技术提供了一种上述技术方案所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料的制备方法，包括：将碳酸氧铋和碱性物质溶于水中，得到分散液；将所述分散液、镍盐和锰盐进行反应，得到镍锰双金属氢氧化物复合材料。优选的，所述碱性物质选自NH4NO3、C6H12N4、C6H5Na3O7、Na(OH)、K(OH)和尿素中的一种或几种。优选的，所述镍盐选自硝酸镍、硫酸镍、碳酸镍和氯化镍中的一种或几种。优选的，所述锰盐选自硝酸锰、硫酸锰、碳酸锰和氯化锰中的一种或几种。优选的，所述反应的温度为70～100℃。本专利技术提供了一种光催化剂，包括上述技术方案所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料。本专利技术提供了一种电极材料，包括上述技术方案所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料。与现有技术相比，本专利技术提供的镍锰双金属氢氧化物复合材料以碳酸氧铋为载体，碳酸氧铋表面负载有镍锰双金属氢氧化物，碳酸氧铋作为镍锰双金属氢氧化物生长的基体，能够引导和控制其形貌结构；而且碳酸氧铋与镍锰双金属氢氧化物的紧密连接能够更充分、快速的为氧化还原反应提供离子通道；在镍锰双金属氢氧化物和碳酸氧铋共同作用下，能够使得到的复合材料同时具有较好的电化学性能以及光催化性能。在本专利技术中，上述镍锰双金属氢氧化物复合材料结构稳定、尺寸可控，电化学性能优越，具有较高的比电容和能量密度，而且电化学循环稳定性较好，循环后，复合材料结构保持完整。同时，这种镍锰双金属氢氧化物复合材料还具有良好的光催化性能。因此，本专利技术提供的镍锰双金属氢氧化物复合材料可作为电极材料和光催化剂应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备得到的碳酸氧铋纳米花的SEM检测图；图2为本专利技术实施例2制备的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM图；图3为本专利技术实施例2制备的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM图；图4为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM-mapping图；图5为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM-mapping图；图6为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM-mapping图；图7为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM-mapping图；图8为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的SEM-mapping图；图9为本专利技术实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的XRD图；图10为实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的计时电位图；图11为实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的循环伏安图；图12为实施例2制备得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料的可见光催化效果图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种镍锰双金属氢氧化物复合材料，包括：碳酸氧铋；负载在所述碳酸氧铋表面的镍锰双金属氢氧化物。在本专利技术中，所述碳酸氧铋优选具有碳酸氧铋纳米花结构，碳酸氧铋纳米花为层状结构，具有较大的比表面积，在能够负载较多的镍锰双金属氢氧化物的同时还能够作为镍锰双金属氢氧化物的生长基体，使得到的镍锰双金属氢氧化物复合材料具有较好的结构形貌，进而提高镍锰双金属氢氧化物复合材料的电化学性能和光催化性能。在本专利技术中，所述碳酸氧铋纳米花的直径优选为1～5μm，更优选为1～2μm，最优选为1.5μm。本专利技术对所述镍锰双金属氢氧化物的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镍锰双金属氢氧化物即可。在本专利技术中，所述镍锰双金属氢氧化物为：Ni1-xMnx(OH)2·mH2O其中，0＜x＜1，优选为0.1～0.8，更优选为0.2～0.6，最优选为0.3；m为1～10，优选为2～8，更优选为2～6，更优选为2～4，最优选为2。在本专利技术中，所述碳酸氧铋和镍锰双金属氢氧化物的质量比优选为(1～4)：(1～2)，更优选为(2～3)：(1.2～1.8)，更优选为2.5：(1.4～1.6)，最优选为4:1或1:2。在本专利技术中，所述镍锰双金属氢氧化物复合材料的直径优选为1～5μm，更优选为1～2μm，最优选为1.5μm。本专利技术提供了上述技术方案所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料的制备方法，包括：将碳酸氧铋和碱性物质溶于水中，得到分散液；将所述分散液、镍盐和锰盐进行反应，得到镍锰双金属氢氧化物复合材料。在本专利技术中，优选将碳酸氧铋和碱性物质溶于水中进行搅拌，得到分散液。在本专利技术中，所述搅拌优选为磁力搅拌。在本专利技术中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍锰双金属氢氧化物复合材料，包括：碳酸氧铋；负载在所述碳酸氧铋表面的镍锰双金属氢氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种镍锰双金属氢氧化物复合材料，包括：碳酸氧铋；负载在所述碳酸氧铋表面的镍锰双金属氢氧化物。2.根据权利要求1所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料，其特征在于，所述镍锰双金属氢氧化物为：Ni1-xMnx(OH)2·mH2O其中，0＜x＜1，m为1～10。3.根据权利要求1所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料，其特征在于，所述碳酸氧铋和镍锰双金属氢氧化物的质量比为(1～4)：(1～2)。4.一种权利要求1所述的镍锰双金属氢氧化物复合材料的制备方法，包括：将碳酸氧铋和碱性物质溶于水中，得到分散液；将所述分散液、镍盐和锰盐进行反应，得到镍锰双金属氢氧化物复合材料。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张育新，单乾元，刘晓英，郭小龙，董帆，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50